瘾科学:多少像素才「够看」?

说来有趣,当我们都市人的眼睛愈来愈容易近视而使得肉眼看不清楚真实的世界时,我们所做的应对却是不断提高造成近视的元兇的解析度,像是电视、电脑、手机、平板电脑等再现世界的工具…而正当大多数人还不清楚HD到底是怎样的一个画质时,QFHD或所谓的「

说来有趣,当我们都市人的眼睛愈来愈容易近视而使得肉眼看不清楚真实的世界时,我们所做的应对却是不断提高造成近视的元兇的解析度,像是电视、电脑、手机、平板电脑等再现世界的工具…而正当大多数人还不清楚HD到底是怎样的一个画质时,QFHD或所谓的「4K」超高画质就又开始进入市场,引领我们进入下一个设定好的解析度战场。

 

此外,现在就连原本模糊的影像,也都有办法将之清晰化。我们在某些刑事侦察影集才看得到的「影像去模糊技术」(De-blurring Sneak)即将成为Photoshop内建功能,效果令人惊豔:

 

除此之外,也有另一套软体「Topaz InFocus」声称可以做到更好,请见下图演示:

 

然而愈来愈高的解析度其实也压缩了我们的想像空间,这种无止境的竞逐看似进步,却让我感到疲乏。Torralba A (2009)就问了一个简单的问题:多少像素才能构成一幅影像?(How many pixels make an image?)

Torralba从影像资料库中选出若干,然后调整其解析度,製作出不同解析度的版本,从4px*4px超低解析度到128px*128px。在第1部份的实验中,他要求观看者判别图片是什么,例如卧室、海滩、森林之类的。解析度最低,如4*4的时候,通常得用猜的,但是答对的机率颇高;16*16的时候,75%的观看者都能猜出户外景象的图片,顺带一提,16*16也就是浏览器网址列上favicon的解析度,例如PanSci网站的favicon就是一个歪斜的蓝框里头有着深蓝色的PS字样。

在判别室内景象的时候,要猜对通常需要更高的解析度,不过16*16有时候还是足够,例如下图:

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你大概可以看出这是一个房间,有张蓝色被单的大床,旁边还有个门。当然,这不是原始尺寸,而是先将原本清晰的图片下调至16*16,然后再透过插值(interpolation)的方式,放大成上图的尺寸,避免马赛克般有稜有角。下图可能更难一些:

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看出来了吗?这是户外街景,有辆车停在某大楼前面。之前说过,室内的景象需要更高的解析度才好判断,主要是因为户外,尤其是自然景象通常有明显的色彩可供判断,例如看见绿色就想到草原就是森林,蓝色加上米色大概就是沙滩。户外景色的物体面(surfaces)通常也不多。

如果16*16或32*32就足够我们判断图片场景,那能否一併看出图片中的物件呢?既然能够看出场景,照理来说应该也能辨识出其中若干物件,即使这些物件必然比16*16更小。研究者在第2部份的实验中便要求观看者除了要判别场景,还要把场景中的物件一一指认出来。我们看看下面的例子:

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在上图中,观看者从16*16(256px)的图中辨别出6个物件:天花板、墙壁、地板、床、床头板、窗户。其中我觉得能看出床头板真是厉害,不过这当然是因为有脉络可循的关係,要是像下图这样的话:

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这是啥?如果你直接看得出来,算你厉害;如果看不出来,脉络可以替你解答:

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是洗手台,研究中其中一位观察者也成功指认出,儘管其大小顶多只有8*4 px。如果你早先知道这场景是在浴室里头,那么要猜出来不难,但是如果不知道,那就很难了。研究者惊讶地发现,在32*32的情况下,观看者平均能够判断出场景中80%的物件,也就是每5个物件中就能猜出4个,即使分开来看时根本无法辨识。

研究结论认为,如此低解析度的图片能够传达的资讯竟能如此有效,可用来解释人脑理解视觉场景的速度跟效率为何如此高。未来应该可以複製实验,把更细緻的人口变项跟社会文化变项加入,或许会出现有趣的结果。

我认为,从有码到无码,从第四台黑白沙沙画面到蓝光,儘管我们有了愈来愈高的解析度,但真正让我们从观看获得乐趣的关键还是人脑的想像力跟猜测能力啊。狮王3D眼镜这种东西只是骗钱的!(自暴自弃)

资料来源:How many pixels make an object?Like, 30

引用论文:
Torralba A (2009). How many pixels make an image? Visual neuroscience, 26 (1), 123-31 PMID: 19216820

 

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